[发明专利]一种大中型固定翼无人机空投系统及空投控制方法

权利要求书

1.一种大中型固定翼无人机空投系统，其特征在于，包括飞控系统和空投任务系统，所述空投任务系统包括测风系统、近地告警系统和任务执行系统；

所述测风系统，用于获得当前风速、风向信息和风廓线，并反馈至所述飞控系统；

所述测风系统为三维测风激光雷达，用于实时三维风场探测，获得风速、风向、风廓线；所述三维测风激光雷达装于机身下部；

所述近地告警系统，用于根据预设数据库信息和当前飞行数据信息判断是否存在近地危险，并依据判断结果输出报警信息至所述飞控系统，所述预设数据库包括地形数据库、机场跑道和障碍物数据库；

所述任务执行系统，用于依据所述飞控系统的投放指令执行投放任务；所述任务执行系统包括舱内伞降空投系统和外置在机翼两侧下部的抛投吊舱系统；所述舱内伞降空投系统包括货柜、投放装置、降落伞装置；所述投放装置用于固定货舱内的货柜、货柜的来回运动以及空中投放，每个货柜内配备降落伞装置；所述抛投吊舱系统对称安装在机翼两侧下部；

所述空投任务系统还包括吊舱舱门控制系统，所述吊舱舱门控制系统基于飞控系统的舱门控制指令对舱门进行开关；

所述空投任务系统还包括空投监控系统，所述空投监控系统反馈监控信息至飞控系统用于舱门控制指令的下发；所述空投监控系统包括设于货舱地板上的压力传感器，和安装于机内的摄像头，摄像头监控到预设投放位置时飞控系统下发打开舱门的指令，压力传感器或摄像头监控到完成抛投后飞控系统下发关闭舱门的指令。

2.根据权利要求1所述的一种大中型固定翼无人机空投系统，其特征在于，

所述飞控系统，用于根据所述风速和风向信息和所述报警信息输出所述投放指令；所述飞控系统包括计算模块，计算模块用于根据风速和风向信息获得投放信息，所述投放信息包括投放的时机，投放时飞机位置以及飞行速度；飞控系统依据所述投放信息和近地告警系统的判断结果输出所述投放指令。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种大中型固定翼无人机空投系统，其特征在于，所述空投系统还包括任务计算机，所述任务计算机分别连接飞控系统和空投任务系统，用于飞控系统和空投任务系统间的信息传输。

4.利用权利要求1-3中任一项所述的一种大中型固定翼无人机空投系统的空投控制方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

步骤1：利用三维测风激光雷达实时探测三维风场信息，获得风速、风向、风廓线，并将上述信息发送至飞控系统；

获得三维风场信息的方法如下：

三维测风激光雷达以大气中微型颗粒为示踪物进行风场探测，微型颗粒移动产生具有多普勒频移的后向散射信号，首先利用对微型颗粒的回波信号的探测测量出后向散射信号的多普勒频移，再利用多普勒频移与风速的关系，得到回波信号在不同方向上的径向速度，矢量合成即得到风速、风向、风廓线；

步骤2：利用近地告警系统采集无人机上的相关飞行数据信息，利用自身的地形数据库、机场跑道/障碍物数据库，进行告警运算，来判断无人机是否存在近地风险，若判断存在近地风险，将信息发送至飞控系统重新调整无人机飞行状态，若无近地风险，则将信息发送至飞控系统；

步骤3：飞控系统根据步骤1的三维风场信息、步骤2近地告警系统的近地风险信息以及投放信息，向任务执行系统下达投放指令；所述投放信息包括投放的时机，投放时飞机位置以及飞行速度；

步骤4：任务执行系统执行接收到步骤3的投放指令执行投放任务，在货柜出舱过程中与货舱内触发机构实现联动开伞，保证货柜投放平稳落地；在无人机进入投放航线后，吊舱安全离机，降落伞弹出，保证货物吊舱安全落地。